Аналитическая химия. Химические методы анализа : учеб. пособие / А.И. Жебентяев, А.К. Жерносек, И.Е. Талуть. — Минск : Новое знание, 2010. — 542 с. : ил.
ISBN 978-985-475-354-6.
Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по фармацевтическим и химическим специальностям
Рецензенты:
кафедра химии УО «Белорусский государственный педагогический
университет им. М. Танка» (зав. кафедрой — доц. Ф.Ф. Лахвич);
доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии
Белорусского государственного университета C.М. Лещев
В учебном пособии рассматриваются основные понятия аналитической химии, применение методов хемометрики в аналитической химии, способы отбора и разложения проб, химические методы обнаружения и идентификации неорганических и органических веществ, а также гравиметрический и титриметрические методы анализа. Главам, в которых рассматриваются те или иные методы количественного анализа, предшествуют главы, содержащие теоретические основы соответствующего метода.
В книге отражены последние достижения аналитической химии и учтены особенности преподавания данной дисциплины в фармацевтических и химических вузах. Описание методик выполнения химического анализа не приводится, так как студенты используют соответствующие руководства к лабораторным занятиям. Учебное пособие содержит большое количество примеров использования методов аналитической химии в фармацевтическом анализе — в том числе и в виде ситуационных задач.
Список литературы включает в себя учебники, учебные пособия, монографии и справочники, которые были использованы при подготовке данного учебного пособия. Литература из приведенного списка может оказаться полезной при более глубоком изучении предмета.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по фармацевтическим и химическим специальностям.
На сайте издательства можно заказать книгу on-line и узнать где купить:
http://wnk.biz/booksmart/978-985-475-354-6.html
http://wnk.biz/partners
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
1. Предмет, задачи и основные понятия аналитической химии 5
1.1. Предмет аналитической химии 6
1.2. Принцип, метод и методика анализа 7
1.3. Виды анализа 8
1.4. Методы аналитической химии 9
1.5. Основные этапы развития аналитической химии 11
2. Аналитическая химия и хемометрика 17
2.1. Понятие о хемометрике 18
2.2. Приближенные вычисления и значащие цифры 18
2.3. Аналитический сигнал 21
2.4. Методы расчета концентрации вещества по величине аналитического сигнала 23
2.4.1. Метод градуировочного графика 23
2.4.2. Метод стандартов (стандартных растворов) 26
2.4.3. Метод добавок 27
2.5. Неопределенность и погрешности измерений 29
2.6. Некоторые положения математической статистики, используемые в аналитической химии 31
2.7. Пример статистической обработки результатов измерений. Исключение промахов 37
2.8. Основные характеристики методики анализа 39
2.8.1. Воспроизводимость (прецизионность) 40
2.8.2. Правильность 43
2.8.3. Предел обнаружения, предел определения и границы определяемых содержаний 46
2.8.4. Чувствительность 50
3. Пробоотбор и пробоподготовка 53
3.1. Отбор пробы 54
3.1.1. Генеральная, лабораторная и анализируемая пробы 54
3.1.2. Отбор проб различных веществ 55
3.1.3. Получение лабораторной пробы 57
3.1.4. Потери определяемого вещества и загрязнение пробы в процессе ее отбора и хранения 58
3.2. Разложение пробы 58
3.2.1. «Мокрые» способы разложения пробы 60
3.2.2. «Сухие» способы разложения пробы 62
3.2.3. Причины погрешностей при разложении пробы 64
4. Обнаружение и идентификация неорганических веществ 67
4.1. Аналитические реакции 68
4.2. Систематический анализ 69
4.2.1. Сульфидная классификация катионов 69
4.2.2. Кислотно-основная классификация катионов 70
4.2.3. Аммиачно-фосфатная классификация катионов 71
4.3. Дробный анализ 72
4.4. Обнаружение и идентификация катионов 72
4.4.1. Первая аналитическая группа катионов 73
4.4.2. Вторая аналитическая группа катионов 78
4.4.3. Третья аналитическая группа катионов 83
4.4.4. Четвертая аналитическая группа катионов 87
4.4.5. Пятая аналитическая группа катионов 93
4.4.6. Шестая аналитическая группа катионов 102
4.4.7. Анализ смеси катионов I–VI аналитических
групп 110
4.5. Обнаружение и идентификация анионов 111
4.5.1. Аналитическая классификация анионов 111
4.5.2. Первая аналитическая группа анионов 112
4.5.3. Вторая аналитическая группа анионов 126
4.5.4. Третья аналитическая группа анионов 133
4.5.5. Анализ смеси анионов I–III аналитических групп 136
4.6. Анализ неизвестного неорганического вещества 137
4.6.1. Предварительные испытания 138
4.6.2. Переведение анализируемого вещества в раствор 140
4.6.3. Проведение анализа 141
5. Обнаружение и идентификация органических веществ 145
5.1. Особенности анализа органических веществ 146
5.2. Качественный элементный анализ 146
5.3. Качественный функциональный анализ 150
5.3.1. Алкены (алкины) 150
5.3.2. Органические вещества, содержащие гидроксильную группу 152
5.3.3. Альдегиды и кетоны 159
5.3.4. Карбоновые кислоты и их производные 164
5.3.5. Амины 166
5.3.6. Производные гуанидина 171
5.3.7. Аминокарбоновые кислоты 173
5.3.8. Меркаптаны (тиолы) 174
6. Химическое равновесие 177
6.1. Общая характеристика химического равновесия. Константа химического равновесия 178
6.2. Активность и коэффициент активности 184
6.3. Отклонения от идеальности в растворах сильных электролитов 186
6.4. Виды констант химического равновесия, используемых в аналитической химии 194
6.5. Общие принципы расчета состава равновесных систем 199
7. Протолитические равновесия 203
7.1. Важнейшие теории кислот и оснований 204
7.2. Количественное описание силы кислот и оснований 208
7.3. Влияние растворителя на кислотно-основные свойства растворенного вещества 213
7.3.1 Кислотно-основные свойства растворителя. Классификация растворителей по кислотно-основным свойствам 213
7.3.2. Автопротолиз растворителя. Константа
автопротолиза 214
7.3.3. Диэлектрическая проницаемость 217
7.4. Нивелирующее и дифференцирующее действие растворителя. Сильные и слабые кислоты и основания 218
7.5. Расчет рН водных растворов различных протолитов 221
7.5.1. Растворы сильных кислот и оснований 222
7.5.2. Растворы слабых кислот и оснований 224
7.5.3. Смеси кислот или оснований и многопротонные протолиты 228
7.5.4. Растворы амфолитов 232
7.6. Расчет состава равновесных смесей протолитов при заданном значении рН 233
7.7. Кислотно-основные буферные растворы 237
8. Титриметрические методы анализа. Кислотно-основное титрование 243
8.1. Основные понятия титриметрии 244
8.2. Классификация титриметрических методов анализа и способов титрования 246
8.3. Стандартные растворы и стандартные вещества 249
8.4. Расчеты, связанные с приготовлением растворов и титрованием 251
8.4.1. Расчеты, связанные с приготовлением растворов 251
8.4.2. Расчеты, связанные с титрованием 255
8.5. Кислотно-основное титрование в водной среде 259
8.5.1. Титранты и стандартные вещества 260
8.5.2. Обнаружение конечной точки титрования. Кислотно-основные индикаторы 262
8.5.3. Кривые титрования 271
8.5.4. Факторы, влияющие на величину скачка
титрования 278
8.5.5. Погрешности титрования 279
8.5.6. Некоторые случаи практического применения кислотно-основного титрования в водных
растворах 283
8.6. Кислотно-основное титрование в неводных средах 292
8.6.1. Ограничения возможностей кислотно-основного титрования в водных растворах 292
8.6.2. Критерии выбора растворителя для кислотно-основного титрования 294
8.6.3. Применение неводного титрования в фармацевтическом анализе 295
9. Равновесия комплексообразования 303
9.1. Понятие о комплексном соединении 304
9.2. Классификация комплексных соединений 306
9.3. Равновесия в растворах комплексных соединений 309
9.4. Влияние различных факторов на комплексообразование в растворах 314
9.4.1. Природа комплексообразователя и лигандов 315
9.4.2. Концентрация реагентов 318
9.4.3. Ионная сила 323
9.4.4. Температура 325
9.4.5. Побочные реакции 325
9.4.6. Стерические факторы 328
9.5. Применение органических реагентов в аналитической
химии 328
10. Комплексометрическое титрование 341
10.1. Общая характеристика методов комплексометрического титрования 342
10.2. Меркуриметрическое титрование 344
10.3. Комплексонометрическое титрование 348
10.3.1. Понятие о комплексонах 348
10.3.2. Свойства этилендиаминтетрауксусной кислоты и ее взаимодействие с катионами металлов 349
10.3.3. Кривая комплексонометрического титрования 355
10.3.4. Способы обнаружения конечной точки титрования. Металлоиндикаторы 361
10.3.5. Понятие об индикаторных погрешностях 370
10.3.6. Титранты и стандартные вещества 372
10.3.7. Способы комплексонометрического титрования и его применение в фармацевтическом анализе 373
11. Равновесия «осадок — раствор» 379
11.1. Произведение растворимости 380
11.2. Растворимость 384
11.3. Влияние различных факторов на растворимость 388
11.3.1. Природа растворяемого вещества
и растворителя 388
11.3.2. Температура 389
11.3.3. Ионная сила 390
11.3.4. Общий (одноименный) ион 391
11.3.5. Побочные реакции 397
11.4. Общие принципы растворения осадков малорастворимых электролитов 402
12. Гравиметрический метод анализа 405
12.1. Общая характеристика гравиметрии 406
12.2. Виды гравиметрических определений. Осаждаемая и гравиметрическая формы 407
12.3. Понятие о механизме образования осадка 409
12.4. Коллоидная стадия образования осадка 414
12.5. Причины загрязнения осадка и способы
их устранения 417
12.6. Основные этапы гравиметрического определения методом осаждения 422
12.7. Применение гравиметрии в фармацевтическом анализе 426
13. Осадительное титрование 429
13.1. Общая характеристика методов осадительного
титрования 430
13.2. Аргентометрическое титрование 430
13.2.1. Кривые титрования 431
13.2.2. Способы обнаружения конечной точки
титрования 434
13.2.3. Титранты и стандартные вещества 443
13.2.4. Применение аргентометрии в фармацевтическом анализе 444
13.3. Меркурометрическое титрование 446
14. Окислительно-восстановительные равновесия 449
14.1. Общая характеристика окислительно-восстановительных реакций 450
14.2. Количественная оценка окислительно-восстановительной способности веществ 451
14.2.1. Электродные потенциалы 451
14.2.2. Уравнение Нернста 460
14.2.3. Константа равновесия окислительно-восстановительной реакции 462
14.3. Влияние различных факторов на протекание окислительно-восстановительных реакций 465
14.3.1. Температура 465
14.3.2. Посторонние ионы 466
14.3.3. Влияние рН 466
14.3.4. Образование малорастворимых соединений 469
14.3.5. Комплексообразование 470
15. Окислительно-восстановительное титрование 473
15.1. Общая характеристика и классификация 474
15.2. Кривые титрования 476
15.3. Способы обнаружения конечной точки титрования. Окислительно-восстановительные индикаторы 481
15.4. Иодометрическое титрование 488
15.4.1. Титранты и стандартные вещества 489
15.4.2. Обнаружение конечной точки титрования 493
15.4.3. Способы иодометрического титрования и его применение в фармацевтическом анализе 495
15.5. Хлориодометрическое титрование 503
15.6. Иодатометрическое титрование 507
15.7. Броматометрическое титрование 509
15.8. Нитритометрическое титрование 513
15.9. Перманганатометрическое титрование 517
15.10. Дихроматометрическое титрование 522
15.11. Цериметрическое титрование 525
Заключение 529
Список использованной литературы 530